제어 밸브 위치 장치 의 원칙 은 무엇 입니까? 20 년 된 참전 용사 의 깊이 있는 안내서
20년 넘게 석유와 가스, 화학처리에 이르기까지 다양한 산업에서 제어 밸브 시스템을 설계하고 문제 해결하고 최적화해온 사람으로서저는 밸브 포지셔너가 종종 프로세스 제어의 무명 영웅이라는 것을 배웠습니다.제어 밸브 자체는 대부분의 관심을 받지만, 위치기는 정확성, 반응성, 안정성을 보장하는 중요한 구성 요소입니다. 이 기사에서,밸브 포지셔너의 작동 원리를 설명하겠습니다., 왜 그것이 필수적인지 설명하고 실제 응용 프로그램에서 통찰력을 공유합니다.
1기본: 제어 밸브 위치레이터는 무엇입니까?
제어 밸브 위치기는 제어 밸브에 설치되거나 그 근처에 설치된 장치로, 제어 장치 (예를 들어, DCS 또는 PLC) 에서 원하는 설정점과 일치하도록 밸브의 작동 장치 위치를 조정합니다.그 주된 임무는 컨트롤러의 명령과 밸브의 실제 위치 사이의 격차를 제거하는 것입니다., 정확한 흐름 또는 압력 조절을 보장합니다.
위치 장치 없이 제어 밸브는 다음과 같은 질병을 겪을 수 있습니다.
- 히스테레시스 (입기와 움직임 사이의 지연)
- 데드밴드 (신호의 작은 변화에 민감하지 않은 것)
- 마찰이나 압력 변동으로 인한 일관성 없는 반응
밸브 포지셔너는 밸브의 위치를 지속적으로 모니터링하고 실시간 수정함으로써 이러한 문제를 보완합니다.
2. 밸브 포지셔너 는 어떻게 작동 합니까? 기본 원칙
그 핵심은, 밸브 포지셔너는 피드백 루프 메커니즘에 의해 작동합니다. 다음은 단순화된 분해입니다:
- 입력 신호 수신: 위치 장치는 원하는 밸브 위치를 나타내는 컨트롤러로부터 공기 또는 전기 신호 (일반적으로 4-20 mA 또는 3-15 PSI) 를 수신합니다.
- 위치 감지: 내장 센서 (예를 들어, 전력계 또는 비접촉 자기 센서를 갖춘 레버) 는 밸브 스탠드 또는 액추에터의 실제 위치를 측정합니다.
- 비교 및 오류 계산: 위치기는 원하는 위치 ( 입력 신호) 를 실제 위치 ( 피드백) 와 비교합니다. 불일치 (실점) 이있는 경우 수정 출력을 생성합니다.
- 액추에이터 조정: 위치기는 오차가 최소화 될 때까지 액추에이터를 움직이기 위해 비례적인 공기 신호 (기압 액추에이터) 또는 전기 전류 (전기 액추에이터) 를 발송합니다.
이 닫힌 루프 시스템은 제어 밸브가 동적인 프로세스 조건에서도 목표에 머물러 있음을 보장합니다.
3밸브 포지셔너의 종류와 그 원칙
모든 포지셔너들은 평등하게 창조되지 않습니다. 내 경력 동안, 나는 세 가지 주요 유형과 함께 일했습니다. 각각은 뚜렷한 장점을 가지고 있습니다.
A. 공기 위치기
- 원리: 가동기를 구동하기 위해 압축 공기 (일반적으로 20-150 PSI) 를 사용하십시오.
- 작동 방법: 노즐-플래퍼 메커니즘 은 입력 신호 를 공기 출력 으로 변환 한다. 밸브 가 움직일 때, 피드백 은 공기 압력 을 변화 시킴 으로 위치 를 올바르게 한다.
- 가장 적합합니다: 위험 지역 (자연적으로 안전) 및 공기 공급이 쉽게 가능한 응용 프로그램.
B. 전기압력 위치기
- 원리: 전기 출력 (4-20 mA) 와 공기 출력을 결합합니다.
- 작동 방식: I/P (전류-압력) 변환기 는 전기 신호 를 공기 압력 으로 변환 하여 가동기 를 가동 한다.
- 가장 좋은 방법: 전기 신호와 원활하게 통합되는 디지털 제어 시스템을 갖춘 현대식 공장.
C. 스마트 (디지털) 위치기
- 원칙: 마이크로프로세서 및 디지털 통신 (예를 들어, HART, 재단 필드버스, PROFIBUS) 을 사용한다.
- 작동 방식: 입력 신호를 디지털화하고 위치 피드백과 비교하고 반응 최적화를 위해 고급 알고리즘 (예: PID 제어) 을 사용합니다.심지어 일부에서는 자동으로 정렬하거나 가동 장치 누출과 같은 문제를 진단합니다..
- 가장 적합한: 고정밀 애플리케이션, 예측 유지보수 및 산업 4.0 통합.
4모든 제어 밸브 가 위치 장치 를 필요로 하는 이유: 실제적 이점
제 경험에 따르면, 밸브 포지셔너를 건너뛰는 것은 비효율성의 요법입니다.
A. 정확성 과 안정성 향상
포지셔너가 없는 제어 밸브는 마찰이나 압력 변동으로 인해 설정 포인트를 초과하거나 미미하게 할 수 있습니다. 포지셔너는 밸브가 정확히 있어야하는 곳에 머물러 있음을 보장합니다.프로세스 변동성을 줄이는 것.
B. 더 빠른 반응 시간
빠르게 변화하는 프로세스 (예를 들어, 압축기 항 급증 제어) 에서, 포지셔너는 독립적인 액추에터보다 3-5배 더 빠르게 밸브를 조정하여 비용이 많이 드는 종료를 방지할 수 있습니다.
C. 소모 를 줄이는 것
과도한 여행과 사냥 (설정점 주위 오스ilyation) 을 최소화함으로써, 위치레이터는 밸브와 액추에터의 수명을 연장하여 유지보수 비용을 절감합니다.
D. 스플리트 라인업 및 사용자 지정 제어
첨단 위치기는 분산 범위 (한 신호로 여러 밸브를 제어) 또는 비선형 제어 (예를 들어, 스로틀링 응용 프로그램에서 동일한 비율의 특성) 를 허용합니다.
5. 일반적인 문제 및 문제 해결 팁
심지어 가장 훌륭한 밸브 위치가 잘못 될 수도 있습니다. 현장에서 얻은 교훈은 다음과 같습니다.
- 문제: 포지셔너가 입력 변경에 반응하지 않습니다.
원인은: 공기 공급 차단 (기압) 또는 전기 연결이 느슨하다 (디지털).
수정: 공기 누출 여부를 확인하거나 멀티미터로 신호 무결성을 확인합니다.
- 문제: 밸브 오시슬레이션 (찾기)
원인은: PID 설정 (스마트 포지셔너) 가 너무 조정되거나 연결에서 과도한 반작용이 발생합니다.
수정: 진압 설정을 조정하거나 포지셔너를 재배정합니다.
- 문제점: 위치가 시간이 지남에 따라 변합니다.
원인: 마비된 피드백 메커니즘 또는 온도 유발 센서 이동
고치기: 마른 부품을 교체하거나 자동 정정 기능을 갖춘 스마트 포지셔너로 전환합니다.
6밸브 포지셔너의 미래: 인공지능과 예측 유지보수
이 업계에서 20년이 지난 지금, 저는 인공지능 기능을 갖춘 스마트 포지셔너로의 전환에 대해 가장 흥분합니다.
- 작동 장치 고장이 발생하기 전에 예측합니다.
- 기계 학습을 이용하여 실시간으로 제어 루프를 최적화합니다.
- 디지털 쌍둥이와 통합해서 가상 시공을 위해
다음 세대의 제어 밸브 포지셔너들은 반응할 뿐만 아니라 예측하고 적응하고 스스로 개선할 것입니다.
마지막 생각
밸브 포지셔너는 단순한 액세서리가 아니라 제어 밸브 시스템의 뇌입니다. 간단한 밸브 켜고 끄거나 복잡한 다단계 제어 루프와 관련이 있든 간에올바른 포지셔너에 투자하면 정확성으로 배당을 지불합니다., 신뢰성, 비용 절감
포지셔너를 선택할 때 스스로에게 물어보세요.
- 내 프로세스가 필요한 반응 시간은 얼마일까요?
- 예측 유지보수를 위해 디지털 진단이 필요할까요?
- 저는 공기가 필수적인 위험한 지역에서 일하고 있나요?
이 질문들에 대한 답변은 여러분의 응용 프로그램에 적합한 포지셔너를 안내할 것입니다.
밸브 포지셔너나 제어 밸브에 대한 질문이 있으신가요?
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